INSTALAÇÕES ELÉTRICAS RESIDENCIAIS Julho de 2003 Esta edição foi baseada nos Manuais de Instalações Elétricas Residenciais - 3 volumes, 1996 ELEKTRO / PIRELLI complementada, atualizada e ilustrada com a revisão técnica do Prof. Hilton Moreno, professor universitário e secretário da Comissão Técnica da NBR 5410 (CB-3/ABNT). Todos os direitos de reprodução são reservados ELEKTRO / PIRELLI Copyright 2003 - Todos os direitos reservados e protegidos Será permitido o download gratuito do(s) arquivo(s) eletrônico(s) desta publicação para o seu computador, para uso próprio, podendo inclusive ser impressa para melhor leitura ou visualização pelo usuário. Nenhuma parte desta publicação poderá ser reproduzida, traduzida ou comercializada total ou parcialmente sem autorização prévia por escrito das empresas detentoras dos direitos autorais e responsáveis pela sua criação. Os infratores serão processados na forma da lei.
O USO DOS DISPOSITIVOS DR Como vimos anteriormente, o dispositivo DR é um interruptor automático que desliga correntes elétricas de pequena intensidade (da ordem de centésimos de ampère), que um disjuntor comum não consegue detectar, mas que podem ser fatais se percorrerem o corpo humano. Dessa forma, um completo sistema de aterramento, que proteja as pessoas de um modo eficaz, deve conter, além do fio terra, o dispositivo DR. Bipolar Tetrapolar 61
RECOMENDAÇÕES E EXIGÊNCIAS DA NBR 5410 A NBR 5410 exige, desde1997: A utilização de proteção diferencial residual (disjuntor ou interruptor) de alta sensibilidade em circuitos terminais que sirvam a: tomadas de corrente em cozinhas, copas-cozinhas, lavanderias, áreas de serviço, garagens e, no geral, a todo local interno molhado em uso normal ou sujeito a lavagens; tomadas de corrente em áreas externas; tomadas de corrente que, embora instaladas em áreas internas, possam alimentar equipamentos de uso em áreas externas; pontos situados em locais contendo banheira ou chuveiro. NOTA: os circuitos não relacionados nas recomendações e exigências acima poderão ser protegidos apenas por disjuntores termomagnéticos (DTM). 62
Aplicando-se as recomendações e exigências da NBR 5410 ao projeto utilizado como exemplo, onde já se tem a divisão dos circuitos, o tipo de proteção a ser empregado é apresentado no quadro abaixo: Circuito nº Tipo Tensão (V) Local Potência Quantidade x Total potência (VA) (VA) Corrente (A) nº de circuitos agrupados Seção dos condutores (mm 2 ) Sala 1 x 100 1 Dorm. 1 1 x 160 Ilum. 127 Dorm. 2 1 x 160 social Banheiro 1 x 100 620 DTM 1 Hall 1 x 100 Copa 1 x 100 Ilum. Cozinha 1 x 160 DTM 1 2 serviço 127 A. serviço 1 x 100 460 + IDR 2 A. externa 1 x 100 Sala 4 x 100 3 TUG s 127 Dorm. 1 4 x 100 900 DTM 1 Hall 1 x 100 + IDR 2 4 TUG s 127 Banheiro 1 x 600 DTM 1 1000 Dorm. 2 4 x 100 + IDR 2 5 TUG s 127 Copa 2 x 600 1200 6 TUG s 127 Copa 7 TUG s 127 Cozinha 2 x 600 1200 (DTM = disjuntor termomagnético. IDR = interruptor diferencial-residual) Tipo DTM 1 + IDR 2 1 x 100 DTM 1 700 1 x 600 + IDR 2 DTM 1 + IDR 2 1 x 100 TUG s 8 127 Cozinha 1 x 600 1200 DTM 1 +TUE s 1 x 500 + IDR 2 9 TUG s 127 A. serviço 2 x 600 1200 10 TUE s 127 A. serviço 1 x 1000 1000 11 TUE s 220 Chuveiro 1 x 5600 5600 12 TUE s 220 Torneira 1 x 5000 5000 Quadro DTM 1 + IDR 2 DTM 1 + IDR 2 DTM 2 + IDR 2 DTM 2 + IDR 2 Distribuição 220 distribuição Quadro DTM 2 medidor Proteção nº de Corrente pólos nominal 63
DESENHO ESQUEMÁTICO DO QUADRO DE DISTRIBUIÇÃO ANBR 5410 também prevê a possibilidade de optar pela instalação de disjuntor DR ou interruptor DR na proteção geral. A seguir serão apresentadas as regras e a devida aplicação no exemplo em questão. 64
OPÇÃO DE UTILIZAÇÃO DE INTERRUPTOR DR NA PROTEÇÃO GERAL No caso de instalação de interruptor DR na proteção geral, a proteção de todos os circuitos terminais pode ser feita com disjuntor termomagnético. A sua instalação é necessariamente no quadro de distribuição e deve ser precedida de proteção geral contra sobrecorrente e curto-circuito no quadro do medidor. Esta solução pode, em alguns casos, apresentar o inconveniente de o IDR disparar com mais freqüência, uma vez que ele sente todas as correntes de fuga naturais da instalação. 65
Uma vez determinado o número de circuitos elétricos em que a instalação elétrica foi dividida e já definido o tipo de proteção de cada um, chega o momento de se efetuar a sua ligação. Essa ligação, entretanto, precisa ser planejada detalhadamente, de tal forma que nenhum ponto de ligação fique esquecido. Para se efetuar esse planejamento, desenha-se na planta residencial o caminho que o eletroduto deve percorrer, pois é através dele que os fios dos circuitos irão passar. 66
Entretanto, para o planejamento do caminho que o eletroduto irá percorrer, fazem-se necessárias algumas orientações básicas: DEVE-SE: A Locar, primeiramente, o quadro de distribuição, em lugar de fácil acesso e que fique o mais próximo possível do medidor. B Partir com o eletroduto do quadro de distribuição, traçando seu caminho de forma a encurtar as distâncias entre os pontos de ligação. C Utilizar a simbologia gráfica para representar, na planta residencial, o caminhamento do eletroduto. Quadro de distribuição Eletroduto embutido na laje embutido na parede embutido no piso D Fazer uma legenda da simbologia empregada. E Ligar os interruptores e tomadas ao ponto de luz de cada cômodo. 67
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Para se acompanhar o desenvolvimento do caminhamento dos eletrodutos, tomaremos a planta do exemplo (pág. 68) anterior já com os pontos de luz e tomadas e os respectivos números dos circuitos representados. Iniciando o caminhamento dos eletrodutos, seguindo as orientações vistas anteriormente, deve-se primeiramente: Quadro de distribuição DETERMINAR O LOCAL DO QUADRO DE DISTRIBUIÇÃO Quadro do medidor Uma vez determinado o local para o quadro de distribuição, inicia-se o caminhamento partindo dele com um eletroduto em direção ao ponto de luz no teto da sala e daí para os interruptores e tomadas desta dependência. Neste momento, representa-se também o eletroduto que conterá o circuito de distribuição. 69
Ao lado vê-se, em três dimensões, o que foi representado na planta residencial. Do ponto de luz no teto da sala sai um eletroduto que vai até o ponto de luz na copa e, daí, para os interruptores e tomadas. Para a cozinha, procede-se da mesma forma. 70
Observe, novamente, o desenho em três dimensões. Para os demais cômodos da residência, parte-se com outro eletroduto do quadro de distribuição, fazendo as outras ligações (página a seguir). 71
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Uma vez representados os eletrodutos, e sendo através deles que os fios dos circuitos irão passar, pode-se fazer o mesmo com a fiação: representando-a graficamente, através de uma simbologia própria. FASE NEUTRO PROTEÇÃO RETORNO Entretanto, para empregá-la, primeiramente precisa-se identificar: quais fios estão passando dentro de cada eletroduto representado. PROTEÇÃO FASE NEUTRO Esta identificação é feita com facilidade desde que se saiba como são ligadas as lâmpadas, interruptores e tomadas. RETORNO Serão apresentados a seguir os esquemas de ligação mais utilizados em uma residência. 73
1. Ligação de uma lâmpada comandada por interruptor simples. Ponto de luz Disco central Luminária (metálica) Base rosqueada Retorno Interruptor simples Ligar sempre: - a fase ao interruptor; - o retorno ao contato do disco central da lâmpada; - o neutro diretamente ao contato da base rosqueada da lâmpada; - o fio terra à luminária metálica. 74
2. Ligação de mais de uma lâmpada com interruptores simples. Fase Neutro Retorno Interruptor simples 75
3. Ligação de lâmpada comandada de dois pontos (interruptores paralelos). INTERRUPTOR PARALELO NEUTRO PROTEÇÃO FASE RETORNO RETORNO RETORNO 76 Esquema equivalente
4. Ligação de lâmpada comandada de três ou mais pontos (paralelos + intermediários). Esquema equivalente NEUTRO PROTEÇÃO FASE RETORNO RETORNO RETORNO RETORNO RETORNO INTERRUPTOR PARALELO INTERRUPTOR INTERMEDIÁRIO INTERRUPTOR PARALELO 77
5. Ligação de lâmpada comandada por interruptor simples, instalada em área externa. Fase Neutro Proteção Interruptor simples Retorno Fase Neutro Proteção Retorno 78
6. Ligação de tomadas de uso geral (monofásicas). Fase Neutro Proteção Tomadas universais 2P + T Esquema equivalente Neutro Fase Proteção 79
7. Ligação de tomadas de uso específico. MONOFÁSICA Fase Neutro Proteção BIFÁSICA Fase 1 Fase 2 Proteção 80
Sabendo-se como as ligações elétricas são feitas, pode-se então representá-las graficamente na planta, devendo sempre: representar os fios que passam dentro de cada eletroduto, através da simbologia própria; identificar a que circuitos pertencem. Por quê a representação gráfica da fiação deve ser feita? A representação gráfica da fiação é feita para que, ao consultar a planta, se saiba quantos e quais fios estão passando dentro de cada eletroduto, bem como a que circuito pertencem. RECOMENDAÇÕES Na prática, não se recomenda instalar mais do que 6 ou 7 condutores por eletroduto, visando facilitar a enfiação e/ou retirada dos mesmos, além de evitar a aplicação de fatores de correções por agrupamento muito rigorosos. Para exemplificar a representação gráfica da fiação, utilizaremos a planta do exemplo a seguir, onde os eletrodutos já estão representados. 81
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Começando a representação gráfica pelo alimentador: os dois fios fase, o neutro e o de proteção (PE) partem do quadro do medidor e vão até o quadro de distribuição. 1 Do quadro de distribuição saem os fios fase, neutro e de proteção do circuito 1, indo até o ponto de luz da sala. Do ponto de luz da sala, faz-se a ligação da lâmpada que será comandada por interruptores paralelos. 83
Para ligar as tomadas da sala, é necessário sair do quadro de distribuição com os fios fase e neutro do circuito 3 e o fio de proteção, indo até o ponto de luz na sala e daí para as tomadas, fazendo a sua ligação. Ao prosseguir com a instalação é necessário levar o fase, o neutro e o proteção do circuito 2 do quadro de distribuição até o ponto de luz na copa. E assim por diante, completando a distribuição. 84 Observe que, com a alternativa apresentada, os eletrodutos não estão muito carregados. Convém ressaltar que esta é uma das soluções possíveis, outras podem ser estudadas, inclusive a mudança do quadro de distribuição mais para o centro da instalação, mas isso só é possível enquanto o projeto estiver no papel. Adotaremos para este projeto a solução apresentada na página a seguir.
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CÁLCULO DA CORRENTE A fórmula P = U x I permite o cálculo da corrente, desde que os valores da potência e da tensão sejam conhecidos. Substituindo na fórmula as letras correspondentes à potência e tensão pelos seus valores conhecidos: P = U x I 635 = 127 x? Para achar o valor da corrente basta dividir os valores conhecidos, ou seja, o valor da potência pela tensão: I =? I = P U I = 635 127 I = 5 A Para o cálculo da corrente: I = P U No projeto elétrico desenvolvido como exemplo, os valores das potências de iluminação e tomadas de cada circuito terminal já estão previstos e a tensão de cada um deles já está determinada. Esses valores se encontram registrados na tabela a seguir. 86
Circuito nº Tipo Tensão (V) Local Potência Quantidade x Total potência (VA) (VA) Corrente (A) nº de circuitos agrupados Seção dos condutores (mm 2 ) Sala 1 x 100 1 Dorm. 1 1 x 160 Ilum. 127 Dorm. 2 1 x 160 social Banheiro 1 x 100 620 4,9 DTM 1 Hall 1 x 100 Copa 1 x 100 Ilum. Cozinha 1 x 160 DTM 1 2 serviço 127 A. serviço 1 x 100 460 3,6 + IDR 2 A. externa 1 x 100 Sala 4 x 100 3 TUG s 127 Dorm. 1 4 x 100 900 7,1 DTM 1 Hall 1 x 100 + IDR 2 4 TUG s 127 Banheiro 1 x 600 DTM 1 1000 7,9 Dorm. 2 4 x 100 + IDR 2 5 TUG s 127 Copa 2 x 600 1200 9,4 6 TUG s 127 Copa 7 TUG s 127 Cozinha 2 x 600 1200 9,4 Tipo DTM 1 + IDR 2 1 x 100 DTM 1 700 5,5 1 x 600 + IDR 2 DTM 1 + IDR 2 1 x 100 TUG s 8 127 Cozinha 1 x 600 1200 9,4 DTM 1 +TUE s 1 x 500 + IDR 2 9 TUG s 127 A. serviço 2 x 600 1200 9,4 10 TUE s 127 A. serviço 1 x 1000 1000 7,9 11 TUE s 220 Chuveiro 1 x 5600 5600 25,5 12 TUE s 220 Torneira 1 x 5000 5000 22,7 Quadro de DTM 1 + IDR 2 DTM 1 + IDR 2 DTM 2 + IDR 2 DTM 2 + IDR 2 Distribuição 220 distribuição Quadro de 12459 56,6 DTM 2 medidor Proteção nº de Corrente pólos nominal Para o cálculo da corrente do circuito de distribuição, primeiramente é necessário calcular a potência deste circuito. 87
CÁLCULO DA POTÊNCIA DO CIRCUITO DE DISTRIBUIÇÃO 1. Somam-se os valores das potências ativas de iluminação e tomadas de uso geral (TUG s). Nota: estes valores já foram calculados na página 22 potência ativa de iluminação: 1080W potência ativa de TUG s: 5520W 6600W 2. Multiplica-se o valor calculado (6600W) pelo fator de demanda correspondente a esta potência. Fatores de demanda para iluminação e tomadas de uso geral (TUG s) Potência (W) Fator de demanda 0 a 1000 0,86 1001 a 2000 0,75 2001 a 3000 0,66 3001 a 4000 0,59 4001 a 5000 0,52 5001 a 6000 0,45 6001 a 7000 0,40 7001 a 8000 0,35 8001 a 9000 0,31 9001 a 10000 0,27 Acima de 10000 0,24 potência ativa de iluminação e TUG s = 6600W fator de demanda: 0,40 6600 x 0,40 = 2640W Fator de demanda representa uma porcentagem do quanto das potências previstas serão utilizadas simultaneamente no momento de maior solicitação da instalação. Isto é feito para não superdimensionar os componentes dos circuitos de distribuição, tendo em vista que numa residência nem todas as lâmpadas e tomadas são utilizadas ao mesmo tempo. 88
3. Multiplicam-se as potências de tomadas de uso específico (TUE s) pelo fator de demanda correspondente. O fator de demanda para as TUE s é obtido em função do número de circuitos de TUE s previstos no projeto. nº de circuitos TUE s FD 01 1,00 02 1,00 03 0,84 04 0,76 05 0,70 06 0,65 07 0,60 08 0,57 09 0,54 10 0,52 11 0,49 12 0,48 13 0,46 14 0,45 15 0,44 16 0,43 17 0,40 18 0,40 19 0,40 20 0,40 21 0,39 22 0,39 23 0,39 24 0,38 25 0,38 nº de circuitos de TUE s do exemplo = 4. Potência ativa de TUE s: 1 chuveiro de 5600W 1 torneira de 5000W 1 geladeira de 500W 1 máquina de lavar de 1000 W 12100W fator de demanda = 0,76 12100W x 0,76 = 9196W 89
4. Somam-se os valores das potências ativas de iluminação, de TUG s e de TUE s já corrigidos pelos respectivos fatores de demandas. potência ativa de iluminação e TUG s: potência ativa de TUE s: 2640W 9196 W 11836W 5. Divide-se o valor obtido pelo fator de potência médio de 0,95, obtendo-se assim o valor da potência do circuito de distribuição. 11836 0,95 = 12459VA potência do circuito de distribuição: 12459VA Uma vez obtida a potência do circuito de distribuição, pode-se efetuar o: CÁLCULO DA CORRENTE DO CIRCUITO DE DISTRIBUIÇÃO Fórmula: I = P U P = 12459VA U = 220V I = 12459 220 I = 56,6A Anota-se o valor da potência e da corrente do circuito de distribuição na tabela anterior. 90
DIMENSIONAMENTO DA FIAÇÃO E DOS DISJUNTORES DOS CIRCUITOS Dimensionar a fiação de um circuito é determinar a seção padronizada (bitola) dos fios deste circuito, de forma a garantir que a corrente calculada para ele possa circular pelos fios, por um tempo ilimitado, sem que ocorra superaquecimento. Dimensionar o disjuntor (proteção) é determinar o valor da corrente nominal do disjuntor de tal forma que se garanta que os fios da instalação não sofram danos por aquecimento excessivo provocado por sobrecorrente ou curto-circuito. Para se efetuar o dimensionamento dos fios e dos disjuntores do circuito, algumas etapas devem ser seguidas. 1ª ETAPA Consultar a planta com a representação gráfica da fiação e seguir o caminho que cada circuito percorre, observando neste trajeto qual o maior número de circuitos que se agrupa com ele. O maior agrupamento para cada um dos circuitos do projeto se encontra em destaque na planta a seguir. 91
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O maior número de circuitos agrupados para cada circuito do projeto está relacionado abaixo. nº do nº de circuitos nº do nº de circuitos circuito agrupados circuito agrupados 1 3 7 3 2 3 8 3 3 3 9 3 4 3 10 2 5 3 11 1 6 2 12 3 Distribuição 1 2ª ETAPA Determinar a seção adequada e o disjuntor apropriado para cada um dos circuitos. Para isto é necessário apenas saber o valor da corrente do circuito e, com o número de circuitos agrupados também conhecido, entrar na tabela 1 e obter a seção do cabo e o valor da corrente nominal do disjuntor. Exemplo Circuito 3 Corrente = 7,1A, 3 circuitos agrupados por eletroduto: entrando na tabela 1 na coluna de 3 circuitos por eletroduto, o valor de 7,1A é menor do que 10A e, portanto, a seção adequada para o circuito 3 é 1,5mm 2 e o disjuntor apropriado é 10A. 93
Exemplo Circuito 12 Corrente = 22,7A, 3 circuitos agrupados por eletroduto: entrando na tabela 1 na coluna de 3 circuitos por eletroduto, o valor de 22,7A é maior do que 20 e, portanto, a seção adequada para o circuito 12 é 6mm 2 o disjuntor apropriado é 25A. Tabela 1 Seção dos condutores (mm 2 ) 1 circuito por eletroduto Corrente nominal do disjuntor (A) 2 circuitos por eletroduto 3 circuitos por eletroduto 4 circuitos por eletroduto 1,5 15 10 10 10 2,5 20 15 15 15 4 30 25 20 20 6 40 30 25 25 10 50 40 40 35 16 70 60 50 40 25 100 70 70 60 35 125 100 70 70 50 150 100 100 90 70 150 150 125 125 95 225 150 150 150 120 250 200 150 150 Exemplo do circuito 3 Exemplo do circuito 12 94
nº do Seção adequada Disjuntor circuito (mm 2 ) (A) Desta forma, aplicando-se o critério mencionado para todos os circuitos, temos: 1 1,5 10 2 1,5 10 3 1,5 10 4 1,5 10 5 1,5 10 6 1,5 10 7 1,5 10 8 1,5 10 9 1,5 10 10 1,5 10 11 4 30 12 6 25 Distribuição 16 70 3ª ETAPA Verificar, para cada circuito, qual o valor da seção mínima para os condutores estabelecida pela NBR 5410 em função do tipo de circuito. Estes são os tipos de cada um dos circuitos do projeto. nº do Tipo nº do Tipo circuito circuito 1 Iluminação 7 Força 2 Iluminação 8 Força 3 Força 9 Força 4 Força 10 Força 5 Força 11 Força 6 Força 12 Força Distribuição Força 95
A NBR 5410 estabelece as seguintes seções mínimas de condutores de acordo com o tipo de circuito: Seção mínima de condutores Tipo de circuito Seção mínima (mm 2 ) Iluminação 1,5 Força 2,5 Aplicando o que a NBR 5410 estabelece, as seções mínimas dos condutores para cada um dos circuitos do projeto são: nº do Tipo Seção mínima circuito (mm 2 ) 1 Iluminação 1,5 2 Iluminação 1,5 3 Força 2,5 4 Força 2,5 5 Força 2,5 6 Força 2,5 7 Força 2,5 8 Força 2,5 9 Força 2,5 10 Força 2,5 11 Força 2,5 12 Força 2,5 Distribuição Força 2,5 96
A tabela abaixo mostra as bitolas encontradas para cada circuito após termos feito os cálculos e termos seguido os critérios da NBR 5410 nº Seção Seção nº Seção Seção do adequada mínima do adequada mínima circuito (mm 2 ) (mm 2 ) circuito (mm 2 ) (mm 2 ) 1 1,5 1,5 7 1,5 2,5 2 1,5 1,5 8 1,5 2,5 3 1,5 2,5 9 1,5 2,5 4 1,5 2,5 10 1,5 2,5 5 1,5 2,5 11 4 2,5 6 1,5 2,5 12 6 2,5 Distribuição 16 2,5 Exemplo Circuito 3 1,5mm 2 é menor que 2,5mm 2 seção dos condutores: 2,5mm 2 Exemplo Circuito 12 6mm 2 é maior que 2,5mm 2 seção dos condutores: 6mm 2 97
Comparando os valores das seções adequadas, obtidos na tabela 1 (pág. 94), com os valores das seções mínimas estabelecidas pela NBR 5410 adotamos para a seção dos condutores do circuito o maior deles. nº do Seção dos circuito condutores (mm 2 ) 1 1,5 2 1,5 3 2,5 4 2,5 5 2,5 6 2,5 nº do Seção dos circuito condutores (mm 2 ) 7 2,5 8 2,5 9 2,5 10 2,5 11 4 12 6 Distribuição 16 DIMENSIONAMENTO DO DISJUNTOR APLICADO NO QUADRO DO MEDIDOR Para se dimensionar o disjuntor aplicado no quadro do medidor, primeiramente é necessário saber: a potência total instalada que determinou o tipo de fornecimento; o tipo de sistema de distribuição da companhia de eletricidade local. De posse desses dados, consulta-se a norma de fornecimento da companhia de eletricidade local para se obter a corrente nominal do disjuntor a ser empregado. Nota: no caso da ELEKTRO, a norma de fornecimento é a NTU-1. 98
Exemplificando o dimensionamento do disjuntor aplicado no quadro do medidor: a potência total instalada: 18700W ou 18,7kW sistema de distribuição: estrela com neutro aterrado Consultando a NTU-1: Categoria Tabela 1 da NTU-1- Dimensionamento do ramal de entrada - Sistema estrela com neutro - Tensão de fornecimento 127/220 V (1) Carga instalada (kw) Demanda calculada (kva) Medição Limitação (2) Condutor motores (cv) ramal de FN FF FFFN entrada (mm 2 ) (3) Proteção Disjuntor Chave Fusível termomag. (A) (8) (A) (4) (A) A1 C 5 1 - - 6 40 30 30 - Direta A2 5<C 10 2 - - 16 70 100 70 B1 (9) C 10 1 2-10 40 60 40 - Direta B2 10<C 15 2 3-16 60 60 60 B3 15<C 20 2 5-25 70 100 70 Eletroduto tam. nominal mm (pol) PVC Aço (7) (3) PVC Aço (7) 25 20 20 15 (3/4) (3/4) 6 (1/2) (1/2) 25 20 20 15 (3/4) (3/4) 10 (1/2) (1/2) 32 25 20 15 (1) (1) 10 (1/2) (1/2) 32 25 20 15 (1) (1) 10 (1/2) (1/2) 32 25 20 15 (1) (1) 10 (1/2) (1/2) 18,7kW é maior que 15kW e menor do que 20kW. A corrente nominal do disjuntor será 70A. Aterramento Cond. Eletroduto tam. (mm 2 ) nom. mm (pol) DIMENSIONAMENTO DOS DISPOSITIVOS DR Dimensionar o dispositivo DR é determinar o valor da corrente nominal e da corrente diferencial-residual nominal de atuação de tal forma que se garanta a proteção das pessoas contra choques elétricos que possam colocar em risco a vida da pessoa. 99
Corrente diferencial-residual nominal de atuação Corrente nominal A NBR 5410 estabelece que o valor máximo para esta corrente é de 30mA (trinta mili ampères). De um modo geral, as correntes nominais típicas disponíveis no mercado, seja para Disjuntores DR ou Interruptores DR são: 25, 40, 63, 80 e 100A. Assim temos duas situações: DISJUNTORES DR Devem ser escolhidos com base na tabela 1 (pág. 94). Note que não será permitido usar um Disjuntor DR de 25A, por exemplo, em circuitos que utilizem condutores de 1,5 e 2,5mm 2. Nestes casos, a solução é utilizar uma combinação de disjuntor termomagnético + interruptor diferencial-residual. INTERRUPTORES DR (IDR) Devem ser escolhidos com base na corrente nominal dos disjuntores termomagnéticos, a saber: Corrente nominal Corrente nominal do disjuntor (A) mínima do IDR (A) 10, 15, 20, 25 25 30, 40 40 50, 60 63 70 80 90, 100 100 100
Aplicando os métodos de escolha de disjuntores e dispositivos DR vistos anteriormente, temos: Circuito nº Tipo Tensão (V) Local Potência Quantidade x Total potência (VA) (VA) Corrente (A) nº de circuitos agrupados Seção dos condutores (mm 2 ) Tipo Proteção nº de Corrente pólos nominal Sala 1 x 100 1 Dorm. 1 1 x 160 Ilum. 127 Dorm. 2 1 x 160 social Banheiro 1 x 100 620 4,9 3 1,5 DTM 1 10 Hall 1 x 100 Copa 1 x 100 Ilum. Cozinha 1 x 160 DTM 1 10 2 serviço 127 A. serviço 1 x 100 460 3,6 3 1,5 + IDR 2 25 A. externa 1 x 100 Sala 4 x 100 3 TUG s 127 Dorm. 1 4 x 100 900 7,1 3 2,5 DTM 1 10 Hall 1 x 100 + IDR 2 25 4 TUG s 127 Banheiro 1 x 600 DTM 1 10 1000 7,9 3 2,5 Dorm. 2 4 x 100 + IDR 2 25 5 TUG s 127 Copa 2 x 600 1200 9,4 3 2,5 6 TUG s 127 Copa DTM 1 10 + IDR 2 25 1 x 100 DTM 1 10 700 5,5 2 2,5 1 x 600 + IDR 2 25 7 TUG s 127 Cozinha 2 x 600 1200 9,4 3 2,5 DTM 1 10 + IDR 2 25 1 x 100 TUG s 8 127 Cozinha 1 x 600 1200 9,4 3 2,5 DTM 1 10 +TUE s 1 x 500 + IDR 2 25 9 TUG s 127 A. serviço 2 x 600 1200 9,4 3 2,5 10 TUE s 127 A. serviço 1 x 1000 1000 7,9 2 2,5 11 TUE s 220 Chuveiro 1 x 5600 5600 25,5 1 4 12 TUE s 220 Torneira 1 x 5000 5000 22,7 3 6 Quadro de DTM 1 10 + IDR 2 25 DTM 1 10 + IDR 2 25 DTM 2 30 + IDR 2 40 DTM 2 25 + IDR 2 25 Distribuição 220 distribuição Quadro de 12459 56,6 1 16 DTM 2 70 medidor 101
Nota: normalmente, em uma instalação, todos os condutores de cada circuito têm a mesma seção, entretanto a NBR 5410 permite a utilização de condutores de proteção com seção menor, conforme a tabela: Seção dos condutores Seção do condutor fase (mm 2 ) de proteção (mm 2 ) 1,5 1,5 2,5 2,5 4 4 6 6 10 10 16 16 25 16 35 16 50 25 70 35 95 50 120 70 150 95 185 95 240 120 A partir desse momento, passaremos para o dimensionamento dos eletrodutos. MAS... O QUE É DIMENSIONAR ELETRODUTOS? Dimensionar eletrodutos é determinar o tamanho nominal do eletroduto para cada trecho da instalação. Tamanho nominal do eletroduto é o diâmetro externo do eletroduto expresso em mm, padronizado por norma. 102
O tamanho dos eletrodutos deve ser de um diâmetro tal que os condutores possam ser facilmente instalados ou retirados. Para tanto é obrigatório que os condutores não ocupem mais que 40% da área útil dos eletrodutos. 60% 40% Diâmetro interno Condutores Considerando esta recomendação, existe uma tabela que fornece diretamente o tamanho do eletroduto. Para dimensionar os eletrodutos de um projeto, basta saber o número de condutores no eletroduto e a maior seção deles. Exemplo: nº de condutores no trecho do eletroduto =6 maior seção dos condutores =4mm 2 O tamanho nominal do eletroduto será 20mm. Seção nominal (mm 2 ) Número de condutores no eletroduto 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Tamanho nominal do eletroduto (mm) 1,5 16 16 16 16 16 16 20 20 20 2,5 16 16 16 20 20 20 20 25 25 4 16 16 20 20 20 25 25 25 25 6 16 20 20 25 25 25 25 32 32 10 20 20 25 25 32 32 32 40 40 16 20 25 25 32 32 40 40 40 40 25 25 32 32 40 40 40 50 50 50 35 25 32 40 40 50 50 50 50 60 50 32 40 40 50 50 60 60 60 75 70 40 40 50 60 60 60 75 75 75 95 40 50 60 60 75 75 75 85 85 120 50 50 60 75 75 75 85 85-150 50 60 75 75 85 85 - - - 185 50 75 75 85 85 - - - - 240 60 75 85 - - - - - - 103
Para dimensionar os eletrodutos de um projeto elétrico, é necessário ter: a planta com a representação gráfica da fiação com as seções dos condutores indicadas. e a tabela específica que fornece o tamanho do eletroduto. Como proceder: Na planta do projeto, para cada trecho de eletroduto deve-se: 1º Contar o número de condutores contidos no trecho; 2º Verificar qual é a maior seção destes condutores. De posse destes dados, deve-se: Consultar a tabela específica para se obter o tamanho nominal do eletroduto adequado a este trecho. 104
DIMENSIONAMENTO DE ALGUNS TRECHOS DOS ELETRODUTOS DO PROJETO Dimensionando os eletrodutos do circuito de distribuição e botão da campainha. Trecho: do QM até QD nº de condutores: 4 maior seção dos condutores: 16mm 2 Seção Número de condutores no eletroduto nominal 2 3 4 5 6 7 8 (mm 2 ) Tamanho nominal do eletroduto (mm) 1,5 16 16 16 16 16 16 20 2,5 16 16 16 20 20 20 20 4 16 16 20 20 20 25 25 6 16 20 20 25 25 25 25 10 20 20 25 25 32 32 32 16 20 25 25 32 32 40 40 Para este trecho: eletroduto de 25mm. 105
Trecho: do QM até botão da campainha nº de condutores: 2 maior seção dos condutores: 1,5mm 2 Seção nominal (mm 2 ) Número de condutores no eletroduto 2 3 4 5 6 7 8 Tamanho nominal do eletroduto (mm) 1,5 16 16 16 16 16 16 20 2,5 16 16 16 20 20 20 20 4 16 16 20 20 20 25 25 6 16 20 20 25 25 25 25 10 20 20 25 25 32 32 32 16 20 25 25 32 32 40 40 25 25 32 32 40 40 40 50 35 25 32 40 40 50 50 50 Para este trecho: eletroduto de 16mm. Repetindo-se, então, este procedimento para todos os trechos, temos a planta indicada a seguir : 106
#1,5 ø16 #1,5 8 ø16 #1,5 2 Os condutores e eletrodutos sem indicação na planta serão: 2,5mm 2 e ø 20mm, respectivamente. 107
LEVANTAMENTO DE MATERIAL Para a execução do projeto elétrico residencial, precisa-se previamente realizar o levantamento do material, que nada mais é que: medir, contar, somar e relacionar todo o material a ser empregado e que aparece representado na planta residencial. Sendo assim, através da planta pode-se: medir e determinar quantos metros de eletrodutos e fios, nas seções indicadas, devem ser adquiridos para a execução do projeto. 108
Para se determinar a medida dos eletrodutos e fios deve-se: medir, diretamente na planta, os eletrodutos representados no plano horizontal e... Somar, quando for o caso, os eletrodutos que descem ou sobem até as caixas. 109
MEDIDAS DO ELETRODUTO NO PLANO HORIZONTAL São feitas com o auxílio de uma régua, na própria planta residencial. Uma vez efetuadas, estas medidas devem ser convertidas para o valor real, através da escala em que a planta foi desenhada. A escala indica qual é a proporção entre a medida representada e a real. Escala 1:100 Significa que a cada 1cm no desenho corresponde a 100cm nas dimensões reais. Exemplos Escala 1:25 Significa que a cada 1cm no desenho corresponde a 25cm nas dimensões reais. 110
MEDIDAS DOS ELETRODUTOS QUE DESCEM ATÉ AS CAIXAS São determinadas descontando da medida do pé direito mais a espessura da laje da residência a altura em que a caixa está instalada. espessura da laje = 0,15m pé direito = 2,80m Caixas para Subtrair saída alta 2,20m interruptor e tomada média 1,30m tomada baixa 0,30m quadro de distribuição 1,20m Exemplificando pé direito = 2,80m esp. da laje = 0,15 m 2,95m caixa para saída alta subtrair 2,20m = 2,95m -2,20 m 0,75m (medida do eletroduto) 111
MEDIDAS DOS ELETRODUTOS QUE SOBEM ATÉ AS CAIXAS São determinadas somando a medida da altura da caixa mais a espessura do contrapiso. espessura do contrapiso = 0,10m Caixas para Somar interruptor e tomada média 1,30m tomada baixa 0,30m quadro de distribuição 1,20m Exemplificando espessura do contrapiso = 0,10m 1,30 + 0,10 = 1,40m 0,30 + 0,10 = 0,40m 1,20 + 0,10 = 1,30m 112 Nota: as medidas apresentadas são sugestões do que normalmente se utiliza na prática. A NBR 5410 não faz recomendações a respeito disso.
Como a medida dos eletrodutos é a mesma dos fios que por eles passam, efetuando-se o levantamento dos eletrodutos, simultaneamente estará se efetuando o da fiação. Exemplificando o levantamento dos eletrodutos e fiação: Mede-se o trecho do eletroduto no plano horizontal. escala utilizada = 1:100 pé direito = 2,80 m espessura da laje = 0,15m 2,80 + 0,15 = 2,95 Chega-se a um valor de 3,8cm: converte-se o valor encontrado para a medida real 3,8cm x 100 380,0cm ou 3,80m Para este trecho da instalação, têm-se: eletroduto de 20mm = 3,80m (2 barras) fio fase de 2,5mm 2 = 3,80m fio neutro de 2,5mm 2 = 3,80m fio de proteção de 2,5mm 2 = 3,80m fio fase de 1,5mm 2 = 3,80m fio neutro de 1,5mm 2 = 3,80m 113
Agora, outro trecho da instalação. Nele, é necessário somar a medida do eletroduto que desce até a caixa da tomada baixa. S Medida do eletroduto no plano horizontal 2,2cm x 100 = 220cm ou 2,20m Medida do eletroduto que desce até a caixa da tomada baixa (pé direito + esp. da laje) - (altura da caixa) 2,95m - 0,30m = 2,65m Somam-se os valores encontrados (plano horizontal) + (descida até a caixa) 2,20m + 2,65m = 4,85m Adicionam-se os valores encontrados aos da relação anterior: eletroduto de 20mm = 3,80m (2 barras) eletroduto de 16mm = 4,85m (2 barras) fio fase de 2,5mm 2 = 3,80m + 4,85m = 8,65m fio neutro de 2,5mm 2 = 3,80m + 4,85m = 8,65m fio de proteção de 2,5mm 2 = 3,80m + 4,85m = 8,65m fio fase de 1,5mm 2 = 3,80m fio neutro de 1,5mm 2 = 3,80m 114
Tendo-se medido e relacionado os eletrodutos e fiação, conta-se e relaciona-se também o número de: caixas, curvas, luvas, arruela e buchas; tomadas, interruptores, conjuntos e placas de saída de fios. CAIXAS DE DERIVAÇÃO retangular 4 x 2 quadrada 4 x 4 octogonal 4 x 4 CURVAS, LUVA, BUCHA E ARRUELA curva 45 curva 90 luva arruela bucha 115
TOMADAS, INTERRUPTORES E CONJUNTOS Observando-se a planta do exemplo... b... conta-se 2 caixas octogonais 4 x 4 4 caixas 4 x 2 3 tomadas 2 P + T 1 interruptor simples 1 curva 90 de ø 20 1 luva de ø 20 4 arruelas de ø 20 4 buchas de ø 20 3 curvas 90 de ø 16 6 buchas de ø 16 6 arruelas de ø 16 116
O desenho abaixo mostra a localização desses componentes. luva ø 20 caixa de derivação octogonal 4 x 4 curva 90 ø 20 caixa de derivação octogonal 4 x 4 curva 90 ø 16 caixa de derivação 4 x 2 curva 90 ø 16 NOTA: considerou-se no levantamento que cada curva já vem acompanhada das respectivas luvas. Considerando-se o projeto elétrico indicado na página 107 têm-se a lista a seguir: 117
Lista de material Quant. Condutores Proteção 16mm 2 7m Fase 16mm 2 13m Neutro 16mm 2 7m Fase 1,5mm 2 56m Neutro 1,5mm 2 31m Retorno 1,5mm 2 60m Fase 2,5mm 2 159m Neutro 2,5mm 2 151m Retorno 2,5mm 2 9m Proteção 2,5mm 2 101m Fase 4mm 2 15m Proteção 4mm 2 8m Fase 6mm 2 22m Proteção 6mm 2 11m Eletrodutos 16mm 16 barras 20mm 27 barras 25mm 4 barras Outros componentes da distribuição Caixa 4 x 2 36 Caixa octogonal 4 x 4 8 Caixa 4 x 4 1 Campainha 1 Tomada 2P + T 26 Interruptor simples 4 Interruptor paralelo 2 Conjunto interruptor simples e tomada 2P + T 2 Conjunto interruptor paralelo e tomada 2P + T 1 Conjunto interruptor paralelo e interruptor simples 1 Placa para saída de fio 2 Disjuntor termomagnético monopolar 10A 10 Disjuntor termomagnético bipolar 25A 1 Disjuntor termomagnético bipolar 30A 1 Disjuntor termomagnético bipolar 70A 1 Interruptor diferencial residual bipolar 30mA/25A 10 Interruptor diferencial residual bipolar 30mA/40A 1 Quadro de distribuição 1 Preço Unit. Total 118
ATENÇÃO: Alguns materiais utilizados em instalações elétricas devem obrigatoriamente possuir o selo INMETRO que comprova a qualidade mínima do produto. Entre estes materiais, estão os fios e cabos elétricos isolados em PVC até 750 V, cabos com isolação e cobertura 0,6/1kV, interruptores, tomadas, disjuntores até 63A, reatores eletromagnéticos e eletrônicos. NÃO COMPRE estes produtos sem o selo do INMETRO e DENUNCIE aos órgãos de defesa do consumidor as lojas e fabricantes que estejam comercializando estes materiais sem o selo. Além disso, o INMETRO divulga regularmente novos produtos que devem possuir o seu selo de qualidade através da internet: www.inmetro.gov.br 119
Julho de 2003 Esta edição foi baseada nos Manuais de Instalações Elétricas Residenciais - 3 volumes, 1996 ELEKTRO / PIRELLI complementada, atualizada e ilustrada com a revisão técnica do Prof. Hilton Moreno, professor universitário e secretário da Comissão Técnica da NBR 5410 (CB-3/ABNT). Todos os direitos de reprodução são reservados ELEKTRO / PIRELLI Elektro - Eletricidade e Serviços S.A. Rua Ary Antenor de Souza, 321 CEP 13053-024 Jardim Nova América - Campinas - SP Tel.: (19) 3726-1000 e-mail: elektro@elektro.com.br internet: www.elektro.com.br Pirelli Energia Cabos e Sistemas S.A. Av. Alexandre de Gusmão, 145 - CEP 09110-900 - Santo André - SP Tel.: (11) 4998-4222 Fax: (11) 4998-4311 e-mail: webcabos@pirelli.com.br internet: www.pirelli.com.br REALIZAÇÃO: Procobre - Instituto Brasileiro do Cobre Av. Brigadeiro Faria Lima, 2128 CEP 01451-903 - São Paulo - SP Tel./Fax: (11) 3816-6383 e-mail: unicobre@procobrebrasil.org internet: www.procobrebrasil.org Produção: Victory Propaganda e Marketing S/C Ltda. Tel.: (11) 3675-7479 e-mail: victory@victorydesign.com.br 120
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